
呼集高速公路是國家高速公路網(wǎng)G6(北京-拉薩)的一段,該段高速公路于2005建成通車(chē)。項目位于山嶺重丘區,總體呈東西走向。由于項目所處地區地形復雜,高填深挖工程較多,挖方路基邊坡多采用實(shí)體漿砌片石護面墻、漿砌片石拱形骨架護面墻和擋土墻等圬工防護。2010年以來(lái),沿線(xiàn)挖方段陰坡邊坡防護工程開(kāi)始出現鼓包、滑塌等病害,尤其以K368處挖方邊坡坍塌病害較為典型。本文對該處邊坡地質(zhì)水文情況、破壞原因進(jìn)行了深入有限元分析,認為該處邊坡破壞的主要原因是由于挖方段線(xiàn)外排水及坡面排水不暢造成的,通過(guò)有限元建模計算得出該邊坡在地面水滲流作用下的破壞模式與現場(chǎng)實(shí)際坍塌情況高度一致。通過(guò)研究結論,最終確定了該邊坡的處置方案,為該段高速公路乃至附近類(lèi)似項目的病害整治提供了非常有價(jià)值的參考。
呼集高速公路處于察哈爾熔巖臺地,整體呈東西走向,K368處邊坡位于臺地的山前坡積區,該段邊坡處于高速公路南側山前陰坡,地勢南高北低。地質(zhì)情況通過(guò)邊坡坍塌出露的斷面可以看出該邊坡的地質(zhì)情況:該邊坡長(cháng)度約300m,出現坍塌病害的段落長(cháng)度約160m,邊坡高度為22m,邊坡上部0~10.0m為紅色高液限黏土(含少量碎石),含水量高,基本達到軟縮狀態(tài);10.0~15m為風(fēng)化泥質(zhì)砂巖;15~22m為風(fēng)化砂巖(含少量粗礫)。
邊坡采用臺階式斷面,下部臺階高度為4.0m,以上中間處臺階高度為10m,最高處臺階高度為8m,最下部臺階寬度為4m,以上臺階寬度均為2m;邊坡最下部臺階邊坡坡率為1:0.5,以上臺階邊坡坡率均為1:1.5;邊坡最下部設置了漿砌片石擋土墻,擋墻頂部設有排水溝,以上邊坡靠西側120m采用漿砌片石拱形骨架植草防護,東側40m采用漿砌片石護坡,邊坡頂部外側5m處設有截水溝。2015年7月雨季降雨量較大,導致該處邊坡坡面防護和部分表層土體出現滑移,護面墻頂部和中上部出現了多條0.2~0.5m寬的橫向裂縫,坡腳設置的擋土墻頂部出現推移、坍塌病害。
由于該邊坡頂部沿路線(xiàn)方向地形起伏不大,所設置的截水溝沒(méi)有進(jìn)行縱斷面設計,導致局部截水溝存在排水不暢的問(wèn)題;截水溝水下滲進(jìn)入邊坡土體;由于坡面砌體的存在,導致進(jìn)入坡體的自由水無(wú)法順暢排出;由于邊坡表面土體透水性較差,滯留的水體在邊坡表面一定范圍內形成淺層滯水,這部分淺層滯水是導致邊坡滑塌的主要因素,具體有以下幾個(gè)方面:①滯水導致表層土體軟化,使土體抗剪強度降低,同時(shí)在護面墻與邊坡之間的接觸面產(chǎn)生一定的潤滑作用。②邊坡土體含水量增大后,邊坡軟弱層的下滑力也會(huì )增大。③水在邊坡表層土體軟弱層內滲流時(shí),會(huì )產(chǎn)生一定的動(dòng)水壓力,若滲流量過(guò)大,坡體下滑速度也會(huì )加快。④在邊坡表層土體內產(chǎn)生了一定的地下靜水壓力。在邊坡土體蠕動(dòng)變形過(guò)程中,孔隙水壓力會(huì )持續增大,加速了邊坡滑面變形,進(jìn)而造成坡體失穩。⑤邊坡土體存在一定的膨脹性,滯水還會(huì )導致土體出現膨脹,在冬季出現凍脹作用,從而對坡面防護結構造成破壞,降低防護的結構強度,坡面水也更容易進(jìn)入邊坡。
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